Šestiválec BMW N53 v ojetinách: Je to vážně takový průšvih?

Určitě si pamatujete, že jsme před časem testovali ojeté BMW 325i Coupé založené na řadě 3 generace E90. Cíleně jsme vybrali vůz, který měl pod kapotou právě poslední generaci atmosférických benzinových řadových šestiválců.

Šestiválec s kódovým označením N53 je tak vlastně poslední v linii, která sahá až k šestiválci M20, který se vyráběl od roku 1977. Vůbec poslední BMW, které se s šestiválcem N53 prodávalo, byla řada 5 F10. I tu jsme si již v ojetinách představili.

V článcích jste již určitě zaznamenali, že jsme se o motorech generace N53 nevyjadřovali moc pozitivně. Jak je to možné? Vždyť na atmosférickém řadovém šestiválci věhlasné značky přece nemůže být nic špatného! Ale může. Hned si ukážeme, jaká jsou největší úskalí tohoto motoru a na co si máte dát pozor.

My vám samozřejmě nákup bavoráku s tímto motorem nazakazujeme, ale chceme jen upozornit na možné problémy, o kterých byste měli vědět, a s čím musíte počítat. Nejprve si ale řekneme, ve kterých autech vlastně tenhle motor najdeme.

Šestiválec generace N53 se vyráběl ve dvou objemových verzích, vždy měl přímé vstřikování paliva a atmosférické sání. Krátkozdvihová (78,8 mm) verze N53B25 s vrtáním 82 mm má objem 2 497 cm3 a najdete ji jen v BMW 523i generace E60/E61. Nejprve měla výkon 140 kW (190 k) v 6 300 min-1 a točivý moment 235 Nm v rozmezí 3 500 - 5 000 min-1. V září 2007 ale přišla do řady 5 upravená verze N53B25UL, která nabídla stejný výkon o 200 otáček níže, a točivý moment se zvýšil na 240 Nm ve stejném rozsahu otáček. Maximum tohoto motoru leží v 6 500 otáčkách.

Pak se motor N53 vyráběl už jen v třílitrové verzi N53B30, která má vrtání 85 mm a zdvih 88 mm. Ta se dočkala několika výkonových verzí a zamířila do různých modelů od řady 3 až po řadu 6.

Provedení 150 kW a 270 Nm se dostalo jen do verze 523i v BMW generace F10 a prodávalo se od ledna 2010 do září 2011. Provedení s parametry 160 kW a 270 Nm najdete v BMW řady 3 generace E90-93 ve verzích 325i a 325×i od září 2007 do června 2012. V BMW 525i a 525×i generace E60 se prodávala od ledna 2007 do září 2010. Provedení o výkonu 190 kW a točivém momentu 310 Nm se dostalo jen do BMW 528i (F10), ve kterém bylo k dispozici od ledna 2010 do září 2011 podobně jako verze 523i.

Vrcholem bylo provedení s parametry 200 kW a 320 Nm, které si našlo cestu do BMW 630i generace E63 (07/2007 až 07/2010), 530i a 530×i generace E60 (01/2007 až 09/2010), 330i a 330×i generace E90-93 (09/2007 až 06/2012) a konečně do 530i generace F10, kde v září 2011 nahradila provedení 528i (190 kW) a vydržela až do července 2013.

V BMW Z4 a jiných soudobých modelech značky se motor N53B25 či N53B30 nenabízel.

Na první pohled motor N53 od staršího provedení N52 rozezná spíše zkušený mechanik. „Na krytu je charakteristický výstupek systému Valvetronic u N52, který už N53 nemá,“ napovídá Petr Dorotovič, který se servisu bavoráků a hlavně hloubkové diagnostice ve své dílně u Kutné Hory věnuje. Ve většině modelů BMW je totiž stejný optický plastový kryt včetně totožného designu vedení vzduchu. Když ale sundáte kryt motoru, hned odhalíte zásadní rozdíly spočívající v konstrukci vynucené přímým vstřikováním paliva.

Blok motoru je vyroben ze slitiny hořčíku a hliníku, hlava motoru je hliníková. Stejně jako u generace N52, která měla ještě nepřímé vstřikování, má motor systém double-VANOS, tedy proměnné časování ventilů na sací i výfukové straně. Jak už zaznělo, na rozdíl od N52 ale nemá motor N53 proměnný zdvih ventilů Valvetronic.

Zásadní technickou změnou, která souvisí s koncepcí přímého vstřikování paliva, je nahrazení homogenní směsi tzv. vrstvenou směsí. Motor N53 tak má běžet v režimu spalování chudé směsi, což mělo v teoretických podmínkách snížit spotřebu paliva. A když to fungovalo, tak motor opravdu pracoval velice úsporně. V řadě 3 nebyl problém jezdit do 7 litrů na 100 km, velká řada 5 jezdila za osm.

Motor N53 má také vysokou kompresi 12:1, zatímco motor N52 pracoval s kompresí 10,7:1. Protože ale motor N53 pracuje v režimu chudé směsi, vytváří zvýšené množství oxidů dusíku. Proto je motor vybaven tzv. zásobníkovými katalyzátory NOx (lze se setkat s označením „denox“ katalyzátor), který se musí, podobně jako třeba DPF u naftových motorů „regenerovat“.

I kvůli tomu nebyl motor nabízen na trzích (například USA či Austrálie), kde palivo obsahuje větší množství síry a není široce dostupný předepsaný benzin vyššího oktanového čísla. Správně má tenhle motor běžet minimálně na osmadevadesátku.

A právě z těchto zásadních technických úprav, které měly hlavně snížit tabulkovou spotřebu paliva a emise CO2 (kvůli daním) se motor N53 potýká s celou řadou velkých a drahých problémů. Tak si je pojďme postupně představit.

Když byl tento motor nový, překvapoval neuvěřitelně nízkou spotřebou paliva a vysokou účinností. V běžném jízdním režimu se dalo jezdit klidně i za sedm litrů na 100 km, což je na benzinový šestiválec takových výkonů úžasné. Toho bylo dosaženo spalováním tzv. vrstvené směsi a přebytkem vzduchu ve válcích. Má to ale jeden problém. V takovém režimu spalování vzniká velké množství oxidů dusíku.

Aby tedy auto prošlo emisními testy, muselo dostat zásobníkové katalyzátory, které oxidy dusíku eliminují. Ty se musí, podobně jako DPF u vznětových motorů, regenerovat. Spolu s tím se v katalyzátorech ještě ukládá síra, která je obsažená v palivu, takže katalyzátory se rovněž musí regenerací odsířit (úspěšné dokončení procesu odsíření vyžaduje, podobně jako u dieselů, dálniční provoz vyšší rychlostí, kdy motor nějaký čas běží v režimu bohaté směsi, např. lambda = 0,95, čímž se zvýší teplota v katalyzátoru na zhruba 650°C a dojde k jeho vypálení). A z povahy věci je zřejmé, že taková součástka nemůže vydržet věčně. „Obvyklá životnost u zásobníkových katalyzátorů je okolo 150 000 km,“ doplňuje k tomu Dorotovič.

Jakmile už nestačí katalyzátory svou funkci plnit, řídicí jednotka pak trvale motor přepne do režimu standardní homogenní směsi. Výsledkem je pak zvýšená spotřeba paliva, obvykle o 1 až 2 litry na 100 km. Jezdit se s tím samozřejmě dá a auto pak emise plní, ale majitel přijde o jeden z hlavních bonusů, kvůli kterému byl tento motor vyvinut: opravdu nízkou spotřebu.

Řešení: Správná diagnostika ihned ukáže, v jakém režimu motor běží a zda všechna čidla fungují.

Výměna oxidačních katalyzátorů přijde na více než 70 tisíc korun, na čidla si připravte dalších 14 tisíc. Tady je pak samozřejmě otázka, zda se to vyplatí. Při současných cenách benzinu si za těch 70 000 korun koupíte přes 2 300 litrů paliva. Pokud budeme brát v úvahu, že auto bude brát o litr na 100 km víc, museli byste najezdit 230 000 km, aby se to zaplatilo. A to ty katalyzátory odejdou znovu. Takže se vlastně výměna zásobníkových katalyzátorů u ojetiny nikdy vrátit nemůže.

Dalším obvyklým problémem jsou špatně rozprašující či zcela nefunkční piezoelektrické vstřikovače. Zaprvé je na nich často nahromaděný karbon, čímž se ucpou trysky, a řídicí jednotka pak musí prodloužit dobu vstřiku. Čas vstřiku lze z diagnostiky vyčíst. Častěji ale vstřikovače jednoduše netěsní a protékají. Unaví se jejich piezočlánek. Tento problém trápí spoustu BMW té doby s konstrukčně shodným přímým vstřikováním paliva.

Řešení: Výměna vstřikovačů. Jeden přijde na asi 7 500 korun a rozhodně to není práce, kterou byste zvládli doma. Navíc každý nový vstřikovač se musí přes diagnostiku nakódovat do řídicí jednotky.

BMW aktuálně v náhradních dílech prodává snad už dvanáctou evoluci vstřikovačů, ale stejně ještě nejsou zcela spolehlivé.

Tohle je další bolístka přímovstřikových benzinových motorů BMW. Pomocí diagnostiky lze opět z dat tlaku paliva vyčíst, jestli palivová pumpa funguje správně.

Řešení: Výměna vysokotlaké palivové pumpy stojí zhruba 22 tisíc za materiál plus samozřejmě nějaká práce.

Přímé vstřikování principiálně znamená jisté riziko, neboť sací ventily neomývá směs benzinu a vzduchu, takže se na nich může usazovat karbon. „Je-li v režimu vrstvené směsi požadavek na výkon motoru příliš velký, mohou se při přílišném obohacení paliva tvořit v bohaté směsi kolem svíčky při neúplném spalování saze. Při stoupajících otáčkách se pak přestává tvořit rozvrstvení s vrstvou s hodnotou ʎ=1 kolem svíčky. Následkem těchto turbulencí pak dochází k chudému spalování a výpadkům zapalování,“ říká Dorotovič.

Kombinace natahování intervalů výměny oleje, nevhodného stylu jízdy a špatného paliva bez aditiv problém prohlubuje. Jak pak motor recirkuluje spaliny zpět do sání, zbytky oleje a sazí se usazují právě na sacích ventilech. Při nahromadění způsobí, že se ventil špatně zavírá.

Karbon se hromadí také na vstřikovačích a pístech. Zakarbonované písty mohou vést k detonačnímu spalování (tzv. samozápalům), které extrémními teplotami namáhá píst a může vést k destrukci pístu, a tedy i motoru.

Řešení: Profesionální dekarbonizace není nic jednoduchého a je potřeba rozebrat celé sání a někdy i sundat hlavu motoru, která se musí spolu s ventily vyčistit a následně před montáží zpět přetěsnit. Rozpočet se odvíjí od rozsahu práce a přesná částka říci nejde.

Důležité je zkrátit servisní intervaly pro výměnu oleje, maximálně na 15 000 km, ale raději klidně už na 10 000 km. Motor potřebuje benzin nejen s vyšším oktanovým číslem (98+), ale především s čisticími aditivy. A také je potřeba motor pravidelně „protáhnout“. Nebojte se na to šlápnout, zvýšenou tepelnou zátěží v motoru se karbon ze spalovacích prostorů spálí.

Hydraulická zdvihátka ventilů jsou nesmírně náročná na množství, tlak a čistotu oleje. A to zase souvisí s těmi servisními intervaly. Zdegradovaný a kontaminovaný olej ucpává kanálky, ke zdvihátkům se nedostane potřebné množství oleje a z motoru je slyšet charakteristické cvakání.

Řešení: Výměna samotných zdvihátek není samospásná, protože je potřeba řešit kompletní rozvod oleje po motoru. Pomoci by mohl důkladný proplach. Pak by se teprve mělo přistoupit k výměně zdvihátek. Samozřejmě je nutné, jako prevence, včas měnit olej.

A znovu to mazání… Kvůli snížení vedlejších ztrát nasadila automobilka olejové čerpadlo s proměnným výkonem. To pak časem přestává stíhat dodávat olej v potřebném množství tam, kde je ho nejvíce potřeba. Důležitá jsou například i čistá sítka v okruhu tlaku oleje k VANOSU.

Řešení: Pomocí diagnostiky lze zjistit, jaký tlak olejové čerpadlo poskytuje. Částečně pomůže dekarbonizace motoru. Pokud ta sama problém nevyřeší, je potřeba generální oprava motoru.

Motor, který už tak pracuje při velmi vysokých teplotách (provozní teplota i přes 100°C má vedle vyšší účinnosti ale i negativa, třeba rychlejší opotřebení těsnění a zrychlenou degradaci oleje), se začne přehřívat.

U motoru N53 nejde uplatnit podobný trik, jaký aplikují jako ochranu majitelé starších bavoráků například u osmiválce 4,8 l, tedy výměnu termostatu za upravený, který sníží provozní teplotu motoru na obvyklou hodnotu okolo 90°C. Při nižší teplotě motor nebude pracovat správně.

Řešení: Pokud diagnostika potvrdí nedostatečnou funkci vodního čerpadla, je nutná jeho výměna. Nový díl stojí zhruba 17 tisíc korun.

I moderním autům se stává, že občas směs nezapálí. Ono se to nemusí ihned projevit škubáním a citelnou ztrátou výkonu, takže s „načatým“ motorem lidé jezdí dál, dokud to nezačne být vážné. I v případě motoru N53 lze zjistit z diagnostiky, z tzv. interního počítadla nezápalů, zda k nezápalům dochází a v jaké míře.

Důvodem nezápalu je obvykle kombinace vadných (protékajících) vstřikovačů, zanesených svíček a špatně fungujících cívek. Tyhle komponenty jsou nesmírně choulostivé a stačí, aby přes víko ventilů začal do šachet zapalovacích svíček pronikat olej a problém je na světě.

Řešení: Pokud jsou šachty zapalovacích cívek od oleje, je nutné vyměnit těsnění ventilového víka. Následně je obvykle nutné také vyměnit zapalovací cívky a samozřejmě i svíčky. Navíc pro motor N53 je potřeba pořídit přesně jeden konkrétní schválený typ svíček (kus stojí zhruba 400 Kč).

Nad posledním atmosférickým řadovým šestiválcem by bylo snadné zlomit hůl. V naprosté většině ojetin tahle pohonná jednotka přináší zhruba stejně radosti jako umírající příbuzný na LDN: trápení, starosti a vysoké účty.

Nikdo nebude takový nadšenec, aby sypal desítky tisíc do auta bez potenciálu historické hodnoty. Ne, ani poslední BMW 330i se zadním pohonem a manuálem nebude mít během následujících let takovou hodnotu. Vždycky navíc půjde sehnat méně problematický motor N52 ještě s nepřímým vstřikováním. Ten má také své mouchy, ale ne všechny výše vyjmenované. Mezi nadšenci bude pravděpodobně žádanější.

Největším problémem motoru N53 ale není motor jako takový, nýbrž uživatel. Nevhodný styl jízdy, tankování nekvalitního paliva bez aditiv a absurdně dlouhé servisní intervaly (a to nemluvíme o tom, že velká část majitelů i na prodloužené předepsané intervaly doslova kálí z vysoka jako na placatý kámen) podepíšou nad choulostivým motorem rozsudek smrti. Jistě, BMW s tím mělo počítat a nastavit třeba kratší intervaly výměn oleje a více edukovat kupce. Ale to byste se museli zeptat „nahoře“, proč o takových věcech nerozhodují inženýři z vývoje, ale účetní a marketéři.

Poslední atmosférický šestiválec tradiční koncepce v BMW nahradil přeplňovaný dvoulitrový čtyřválec N20B20. No a to je taky „radost“ k pohledání. Takže o téhle „foukané“ katastrofě si napíšeme někdy jindy.